Техническое обеспечение АСУЖТ

Состав и назначение комплекса технических средств, требования, предъявляемые к техническому обеспечению

Техническое обеспечение АСУЖТпредставляет собой комплекс ТС, применяемых для функционирования АСУ, взаимосвязанных неразрывным процессом преобразования данных и ограничениями, налагаемыми процессами управления.

В соответствии с основными этапами информационной технологии все технические средства можно разделить на следующие группы:

1) средства регистрации;

2) средства сбора и подготовки;

3) средства обработки;

4) средства выдачи и отображения.

Следует отметить, что указанное деление комплекса ТС АСУ является в настоящее время до некоторой степени условным, так как создан ряд устройств совмещающих в себе функции преобразования данных.

Также в составе КТС имеются средства, которые решают ряд дополнительных задач: обеспечивают технологический контроль за управляемыми процессами, осуществляют связь между подсистемами, создают необходимые условия операторам.

К КТС также относят здания, сооружения и оборудования ВЦ, систем энергоснабжения, вентиляции и другие вспомогательные средства.

Для эффективного функционирования АСУЖТ КТС должен удовлетворять следующим требованиям:

обеспечению решения задач в реальном или близком к нему масштабе времени;

обеспечению возможности построения многомашинных комплексов (при их организации) на моделях разной производительности;

обеспечению высокой надежности;

обеспечению эффективного взаимодействия человека с машиной.

КТС АСУЖТ делят на 5 уровней:

1. Устройства железнодорожной автоматики, а также микропроцессорные средства, предназначенные для преобразования электрических сигналов, поступающих от железнодорожной автоматики в дискретные сигналы.

2. Автоматизированные рабочие места работников линейных предприятий, созданных на базе технических средств СМ-1800, Ф-1100,
Ф-2000, персональных ЭВМ.

3. Функционирование узловых и станционных АСУ ЕС-1022,35,45.

4. ИВЦ дорог.

5. ГВЦ ОАО «РЖД» (многомашинные вычислительные комплексы).

Технические средства сбора информации

Различают две группы технических средств сбора информации.

1. Средства сбора переменной первичной информации.

2. Средства автоматической регистрации.

Средства сбора переменной первичной информации служат для автоматизации сортировочных процессов на горках, а в автоматизированной системе контроля дислокации и работы локомотивов для получения динамической модели дороги. Исходные данные поступают с выделенных технических станций, а также из локомотивных депо в виде сообщений. Под сбором понимается получение данных от ряда источников.

Под регистрацией носителей понимается занесение данных на машинный носитель или документ.

Под подготовкой понимается приведение их к виду, пригодному для использования средствами вычислительной техники.

Подготовка проходит в несколько этапов:

1-й этап – прием документов, контроль заполнения.

2-й этап – данные с первичных документов заносятся на машинные носители информации по макетам, в соответствии с последовательностью размещения реквизитов на носителях.

3-й этап – осуществляется контроль правильности занесенной на носитель информации.

4-й этап – исправления и перезапись ошибочной информации.

5-й этап – хранение и накопление носителей.

6-й этап – упорядочение массивов и при необходимости перезапись с одних носителей на другие.

Практика функционирования АСУ привела к выделению ручного, автоматизированного и автоматического способов сбора и регистрации данных.

При ручном способе данные вручную предварительно заносятся в формы первичных документов, в пункте подготовки заносится в ЭВМ.

При автоматизированном способе наиболее широкое применение получили полуавтоматические устройства, позволяющие получить печатный документ и машинный носитель. К таким устройствам относят телеграф, абонентский пункт. В АСУЖТ используют телеграфный аппарат Ф1100, Ф2000 и АП – 1,2,3..

АП (абонентский пункт) – это периферийное устройство, установленное вне машинного зала и подключенное к линии связи. Он укомплектовывается различной аппаратурой. Все используемые в АСУЖТ АП отличаются набором аппаратуры и быстродействием.

Например, АП-64 – групповой дисплейный. С его помощью можно организовать по одному телефонному каналу связи одновременное взаимодействие с ЭВМ до 16 абонентов.

ТАП-34 – включает устройство управления с дисплеем, накопитель, АЦПУ, модем. Это позволяет осуществлять частичную обработку сообщений.

При автоматическом способе съем и ввод данных в АСУ производится с помощью различных датчиков, устанавливаемых на объектах учета. При их работе выполняется автоматическая регистрация однородных количественных показателей. Ими могут быть рельсовые цепи, счетчики осей, ПОНАБ.

Тема 2.Информационное обеспечение.

Направлением применения средств измерений является информационное обеспечение систем управления. Измерительная техника позволяет получать набор сведений, интерпретировать контролируемый технологический процесс и управлять им. Точность информации определяет количественные, а затем и качественные показатели систем управления. Пренебрежение анализом метрологических характеристик и, как следствие этого, низкое качество измерительной информации делает невозможным автоматическое управление технологическими процессами.

Многолетний поиск алгоритмов управления замедлителями парковой тормозной позиции автоматизированных сортировочных горок вызван слабой теоретической проработкой и отсутствием анализа точностных возможностей прицельного торможения отцепов. Высокая вероятность превышения допустимой скорости соударения отцепов, сочетающаяся с завышенным значением средней длины окна, повреждения подвижного состава и перевозимых грузов, а также значительный объем работ по осаживанию вагонов обусловили появление альтернативных принципов управления движением отцепов.

Высокая стоимость разработки средств автоматизации технологических процессов предопределила необходимость проведения исследований по оценке точности системы по известным метрологическим характеристикам ее компонентов. Такой анализ дает возможность выбора оптимальных вариантов построения средств автоматизации уже на этапе эскизного проектирования. Существующая на настоящий момент методика оценки не позволяет рассматривать случай асимметричного распределения погрешностей компонентов, нелинейной функции преобразования информационно-измерительного канала.

В приложении к задачам управления технологическими процессами прямые и косвенные виды измерений в значительной степени себя исчерпали по точности и устойчивости к воздействию помех. Ряд задач управления требует информации не только о текущем значении контролируемой величины, но о скорости, а иногда и ускорении ее изменения.

Переход к микропроцессорным системам управления технологическими процессами явился предпосылкой к разработке и широкому внедрению оптимальных методов обработки измерительной информации, снижающих влияние электромагнитных помех и других искажающих результаты измерений факторов в десятки раз. Открываются возможности создания принципиально новых высокоточных методов совместных измерений параметров процессов, использующих принципы статистической обработки данных.

Работа в реальном масштабе времени информационно-измерительных каналов систем управления технологическими процессами выдвигает жесткие требования компактности алгоритмов, малых затрат времени на вычисление оценок параметров процессов. Отставание в математическом обеспечении, удовлетворяющем этим требованиям, сдерживает внедрение совместных измерений в железнодорожную автоматику и телемеханику.

Задачи управления процессами относятся, как правило, к числу нестационарных задач. Свойства системы могут изменяться со временем и алгоритмы идентификации должны отслеживать эти изменения, что является важной предпосылкой к созданию адаптивных методов и рекуррентной идентификации. Адаптация достигается путем изменения коэффициентов базисных функций математической модели.

Отсутствие теоретических оценок потенциальной помехоустойчивости измерительных преобразователей не позволяет оптимизировать структуру и параметры схем средств измерений, контролирующих технологические процессы в условиях воздействия электромагнитных помех. Стремление решить проблему совместимости только введением фильтров в состав средств измерений приводит к неоправданному повышению стоимости аппаратуры. Существенное значение приобретают погрешности, обусловленные неравномерностью амплитудно- и фазочастотных характеристик, нестабильностью передаточных функций и резонансных частот.

Применение нелинейных измерительных преобразователей с малой восприимчивостью к воздействию помех снижает требования к избирательности фильтров. При этом возникает задача минимизации суммарного влияния дестабилизирующих факторов, ее решение позволяет повысить метрологические характеристики средств измерений путем оптимизации параметров схем.

Все это определило необходимость проведения теоретических исследований по оценке потенциальной помехоустойчивости и точности средств измерений, по созданию оптимальных методов обработки измерительной информации, адаптированных к изменяющимся условиям протекания контролируемых процессов.

Тема 3.Программное обеспечение.

Использование ЭВМ для составления плана формирования поездов

План формирования грузовых поездов составляют в следующем порядке:

разрабатывают плановые груженые вагонопотоки на дорогах сети;

устанавливают порожние вагонопотоки каждого рода подвижного состава и определяют схему их регулирования;

определяют расчетные нормативы для станций;

составляют план маршрутов отправления с мест погрузки на одну станцию назначения для ступенчатых маршрутов;

намечают станции формирования порожних маршрутов;

составляют план формирования скорых и ускоренных грузовых и специальных поездов прямого сообщения;

рассчитывают варианты корреспонденции вагонопотоков между основными и районными станциями и проверяют, соответствуют ли они путевому развитию и перерабатывающей способности станций и участков;

составляют план формирования сквозных и участковых поездов и подсчитывают его показатели;

разрабатывают внутридорожный план формирования поездов для каждой дороги с учетом назначений, выделенных в сетевые.

Если число станций на направлении невелико, то может быть использован метод абсолютного расчета всех вариантов. При этом можно подсчитать затраты в каждом из возможных вариантов, сравнить их и отобрать несколько наилучших. Затем нужно проанализировать эти варианты более глубоко и остановиться окончательно на одном из них — оптимальном. В данном случае алгоритм представляет собой ряд формул, определяющих необходимое количество приведенных вагоно-часов в каждом варианте. При этом решение задачи предусматривает:

ввод параметров суточных вагонопотоков по направлениям и суточной затраты вагоно-часов накопления на одно назначение по каждой станции. При этом учитывается экономия при пропуске вагонов через станции в транзитном поезде без переработки;

ввод программы и автоматическая проверка правильности ее записи в памяти ЭВМ;

определение произведений вагонопотоков на нормы экономии, а также повторяющихся затрат на накопление и запись полученных величин в память ЭВМ;

подсчет суммарных затрат в каждом из вариантов плана формирования;

сравнение подсчитанных затрат и отбор трех лучших вариантов с наименьшими затратами;

выдача на печать затрат и соответствующих им показателей вариантов.

Для расчетов при большом количестве станций составляют программы, которые воспроизводят в ЭВМ последовательность действий, определяемых соответствующей методикой. План формирования при этом рассчитывают по типовой методике последовательного улучшения и машинной программе, разработанной профессором С.В.Дуваляном. Программа определяет корреспонденции груженых вагонопотоков между сортировочными станциями при рациональном порядке их направления и для всех этих станций с учетом путевого развития и перерабатывающей способности находит оптимальный план формирования одногруппных поездов. Форма выдачи корреспонденций вагонопотоков — таблица для каждой основной сортировочной станции, где указаны станции назначения поездов и количество вагонов в каждом назначении с расшифровкой струй вагонопотоков, число расформировываемых данной станцией назначений и вагонов в них, общее число транзитных и перерабатываемых вагонов. Сущность этого расчета состоит в минимизации суммарных приведенных затрат на накопление и переработку вагонов математическими методами.

Распространен также метод расчета плана формирования грузовых поездов методом направленного перебора вариантов. Лучшие варианты плана формирования также отбирают по затрате приведенных вагоно-часов, но с использованием теории графов и множеств. Процесс расчета сокращается за счет исключения невыгодных комбинаций объединения струй. Алгоритм расчета направленного перебора вариантов предполагает:

просмотр всех струй вагонопотоков с целью установления основных струй вагонопотоков;

включение в расчет участковых назначений;

рассмотрение различных комбинаций объединения струй вагонопотоков;

присвоение струям вагонопотоков соответствующих индексов;

разбивку множества вариантов плана на упорядоченные множества, каждому из которых присваивается номер первой струи;

определение затрат приведенных вагоно-часов на участковый вариант плана;

сравнение вариантов по затратам для каждого множества вариантов.

На печать выдаются 4—5 наиболее эффективных вариантов.

Оперативная корректировка плана формирования поездов осуществляется в случае изменения мощности струй вагонопотоков:

при затруднениях в пропуске вагонопотоков через станции и узлы;

при производстве работ по реконструкции станций;

при накоплении местного груза в адрес станций, не справляющихся с выгрузкой;

при колебании плановых вагонопотоков по сезонам и т.д.

Разработаны методики и алгоритмы для выполнения на ЭВМ

оперативной корректировки плана формирования поездов. Для каждой сортировочной станции должны быть разработаны перечни целесообразных назначений дальних маршрутов, комплектуемых сверх плана формирования.

Решение о комплектовании состава, не предусмотренного планом формирования, принимает станционный диспетчер. При этом все рабочие документы (размеченный натурный лист, сортировочный листок, накопительная ведомость и др.) выдаются ЭВМ с учетом условий комплектования таких составов. С помощью дисплея оператор передает ИВЦ запрос об изменении всех рабочих форм натурных листов на поезда, в которых есть вагоны комплектуемого назначения. Из ИВЦ необходимые сведения поступают работникам СТЦ и персоналу, связанному с формированием поездов.

Оценка возможностей станции по организации вагоно- потоков играет важное значение, специалисты железнодорожного транспорта не раз обращались к этой теме. В современных условиях эта тема становится наиболее актуальной. Вплотную этой проблемой занимается ВНИИЖТ.

В лаборатории организации движения поездов ВНИИЖТ а разработан «компьютерный паспорт сортировочной станции». Это дорожно-сетевой программный комплекс, входящий в состав автоматизированной системы организации вагонопогоков (АСОВ). Он предназначен для ведения баз данных о технико-технологических параметрах станций, расчетов технико-технологических харак- теристик станций и сортировочных систем, подготовки выходных документов и оценки показателей вариантов плана формирования грузовых поездов по станциям. Комплекс обеспечивает решение следующих задач:

расчет времени и стоимости обработки вагонов на станции, в том числе для построения схем перевозок конкретных отправок в системе фирменного транспортного обслуживания (ФТО);

получение информации о технико-технологических и экономических параметрах станций, участвующих в работе по плану формирования поездов;

подготовка нормативов по станциям для оценки вариантов плана формирования поездов при его разработке и корректировке.

Информационной основой компьютерного паспорта является база данных техническо-распорядительных актор (ТРА) станций, включающая график движения, план формирования поездов и системы эксплуатации локомотивов, которые ведутся на дорожном и сетевом уровнях. Дополнительная информация формируется при подготовке материалов и ежегодной разработке плана формирования поездов, представляемых станциями в службы перевозок дорог, а дорогами — в Департамент управления перевозками ЦД. Структура баз данных приведена на рис. 3.2.3.

Модуль ввода данных содержит графический интерфейс, обеспечивающий построение принципиальных схем станций. С помощью графического редактора можно в процессе построения или редактирования добавлять, удалять, изменять размеры и местоположение элементов путевого развития. Одновременно автоматически создаются или корректируются разделы баз, характеризующие сортировочные системы, парки, подходы горки, вытяжные пути. Каждому элементу схемы соответствует кнопка на панели инструментов графического редактора.

На соответствующем элементе принципиальной схемы с помощью «мыши» открываются диалоговые окна для просмотра и изменения данных. Окно ввода и просмотра данных содержит ряд кнопок и табличные формы с информацией о выбранном элементе схемы; кнопка «График движения поездов» открывает диалоговое окно, содержащее дополнительную информацию по выбранному полноты информации, необходимой для ведения расчетов, и возможность работы с детализированной и укрупненной структурами данных с восполнением недостающей информации.

Расчет и анализ изменения нормативов плана формирования поездов должен проводиться ежегодно, а также при вводе и исключении из эксплуатации станционных парков, сортировочных систем и устройств. При этом формируются массивы технико-экономических характеристик, доступных для программ решения прикладных задач организации вагонопотоков. Модуль расчета нормативов обеспечивает возможность определения паспортных ограничений, нормативных характеристик времени нахождения вагонов на станции и эксплуатационных расходов, приходящихся на один транзитный и перерабатываемый вагон.

Транспортными ограничениями для станций и сортировочных систем являются допустимые размеры переработки по плану формирования и движения поездов по графику. Для транзитного потока поездов эти ограничения характеризуются технически допустимым числом транзитных поездов, определяемым по критерию их беспрепятственного приема станцией. Для перерабатываемого потока ограничения представляются наборами зависимостей технически допустимого числа составов, поступающих в переработку за сутки, от числа назначений формируемых поездов и маневровых локомотивов, занятых на расформировании-формировании поездов.

Нормативными характеристиками времени нахождения вагонов на станции служат его зависимости от параметров, отражающих объем и характер выполняемой станцией работы. При этом рассчитываются среднее время нахождения в каждой сортировочной системе и на станции в целом транзитного вагона с переработкой (исключая время накопления) и без нее; распределение времени нахождения в каждой сортировочной системе и на станции в целом транзитного вагона с переработкой (исключая время накопления) и без переработки для нормирования технологических средств доставки грузов; косые таблицы (с каждого подхода на каждый выход) времени нахождения на станции транзитного вагона с переработкой (исключая время накопления) и без переработки.

Нормативы, характеризующие накопление составов и групп вагонов, формируются в виде таблиц. В них для каждого назначения поездов, прицепных групп и угловых передач, формируемых станцией, указываются род поезда и станция назначения, средний состав, параметр накопления, средний простой под накоплением и распределение времени простоя для нормирования технологических сроков доставки грузов.

Нормативными характеристиками эксплуатационных расходов являются зависимости удельных затрат от параметров, отражающих объем и характер выполняемых станцией работ. При этом определяются расходы по элементам, связанным с нахождением вагонов на станции, выполнением маневровой работы, техническим обслуживанием вагонов на ПТО, передвижениями в пределах станции поездов на электрической и тепловой тяге, а также суммарные удельные расходы.

Таким образом, комплекс задач «Компьютерный паспорт сортировочной станции» позволяет оценивать любое изменение в путевом развитии станции с учетом влияния на следующие параметры:

допустимое число формируемых назначений поездов, размеры перерабатываемых и транзитных поездо- и вагонопотоков;

время нахождения вагонов на станции;

эксплуатационные расходы, связанные с пропуском по станции вагонопотоков в перерабатываемых и допустимых поездах;

надежность работы станции по приему поездов и обеспечению заданных режимов скорости транспортировки грузов.

Таким образом, компьютерный паспорт позволяет количественно оценить влияние технико-экономических характеристик сортировочных станций на показатели плана формирования поездов, а также влияние заданного для станции плана формирования на ее технико-экономические характеристики. Это открывает перспективы использования комплекса задач при разработке мер по рациональной организации работы и развитию сортировочных станций.

РАЗДЕЛ 3Современные информационно-управляющие системы в управлении перевозками на железнодорожном транспорте.

Тема 1.Информационно-управляющие системы в управлении движением на железнодорожном транспорте. Составление графиков в автоматизированном электронном виде.

<4 567 8 9 10 >

Дата добавления: 2019-12-09; просмотров: 1977;